DE102008041271A1

DE102008041271A1 - Lagerbuchse sowie Lager

Info

Publication number: DE102008041271A1
Application number: DE102008041271A
Authority: DE
Inventors: Gundolf Surkamp; Tino Boos; Achim Kraus
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-06-25
Filing date: 2008-08-14
Publication date: 2009-12-31
Also published as: EP2138731A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lagerbuchse (1) zum drehbaren Lagern einer Welle, vorzugsweise einer Wischerwelle, umfassend einen am Außenumfang (5) angeordneten Pressabschnitt (4) zum Herstellen eines Presssitzes in einer Aufnahmeöffnung, und einen am Innenumfang angeordneten Laufflächenabschnitt (3) für die Welle. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Pressabschnitt (4) axial zu dem Laufflächenabschnitt (3) versetzt angeordnet ist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Lagerbuchse zum drehbaren Lagern einer Welle, vorzugsweise einer Wischerwelle in einem Kraftfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Lager, insbesondere ein Wischerwellenlager, gemäß Anspruch 10.
Scheibenwischerantriebe nach dem heutigen Stand der Technik sind mit einem zwei Lagebuchsen aufweisenden Wischerlager ausgestattet. Aufgabe der Lagerbuchsen ist es, die Wischerwelle während ihrer Pendelbewegung zu führen. In der Praxis zum Einsatz kommende Lagerbuchsen sind dabei als Sinterteile aus Sinterwerkstoffen ausgebildet, die mit Schmierstoffen getränkt sind. Aufgrund diverser Toleranzen, beispielsweise des Außen- und Innendurchmessers der Lagerbuchse, des Innendurchmessers eines Wischerlagergehäuses sowie im Hinblick auf die Koaxialität zwischen zwei in axialer Richtung fluchtender Lagerbuchsen müssen diese nach erfolgtem Einpressen in ein rohrförmiges Wischerlagergehäuse an ihrem Innendurchmesser mit Hilfe eines Kalibrierdorns kalibriert (ausgerichtet) werden. Dieser notwendige Kalibrierschritt verzögert die Montage und verteuert diese dadurch.
Offenbarung der Erfindung
Technische Aufgabe
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Lagerbuchse vorzuschlagen, durch deren Einsatz auf einen Kalibriervorgang unter Einsatz eines Kalibrierdorns verzichtet werden kann. Bevorzugt soll auch die Montage einer derartigen, verbesserten Lagerbuchse vereinfacht sein. Ferner besteht die Aufgabe darin, ein Lager, insbesondere ein Wischerwellenlager vorzuschlagen, bei dessen Montage auf einen Kalibriervorgang der Lagerbuchsen verzichtet werden kann.
Technische Lösung
Diese Aufgabe wird hinsichtlich der Lagerbuchse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und hinsichtlich des Lagers mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen. Die in der vorliegenden Anmeldung offenbarten Abmessungen sowie sich daraus ergebende Verhältniswerte sollen als bevorzugte Ausführungsform(en) der Lagerbuchse offenbart gelten und beanspruchbar sein.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, den Pressabschnitt der Lagerbuchse, mittels dem die Lagerbuchse durch Einpressen in einer Aufnahmeöffnung, insbesondere in einem Wischerwellenlagergehäuse, festlegbar ist, von dem eine Lauffläche für die zu lagernde Welle aufweisenden Laufflächenabschnitt geometrisch zu entkoppeln. Hierdurch wird er reicht, dass eine Formänderung des Pressabschnittes durch den Einpressvorgang aufgrund des toleranzbehafteten Pressabschnittaußendurchmessers und aufgrund des ebenfalls toleranzbehafteten Aufnahmeöffnungsdurchmessers zumindest nahezu keinen Einfluss auf die Form der Lauffläche des Laufflächenabschnittes hat. Anders ausgedrückt wirken sich Toleranzen im Bereich des Außenumfangs der Lagerbuchse, genauer am Außenumfang des Pressabschnittes, bei einer nach dem Konzept der Erfindung ausgebildeten Lagerbuchse nicht oder nur unwesentlich auf das Radialspiel zwischen dem Innenumfang des Laufflächenabschnittes und der zu lagernden Welle aus, wodurch auf einen Kalibriervorgang nach der Montage der Lagerbuchse verzichtet werden kann. Ganz besonders bevorzugt handelt es sich, wie später noch erläutert werden wird, um eine Lagerbuchse aus einem Sinterwerkstoff, da die Porosität des Sinterwerkstoffs toleranzbedingte Formänderungen vom Presssitz zur Lauffläche zusätzlich vermindert. Darüber hinaus kann das Sintermaterial nach entsprechender Tränkung mit Schmierstoff als Schmierstofflager dienen.
Konstruktiv wird die Entkopplung des Pressabschnittes von dem Laufflächenabschnitt dadurch erreicht, dass der Pressabschnitt nicht mehr wie im Stand der Technik radial außerhalb des Laufflächenabschnittes realisiert ist, der Pressabschnitt und der Laufflächenabschnitt sich also nicht in axialer Richtung überschneiden, sondern axial versetzt zueinander angeordnet sind.
Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform der Lagerbuchse, bei der die Lagerbuchse zur Entkopplung des Pressabschnittes von dem Laufflächenabschnitt an ihrem Außenumfang gestuft ausgeformt ist, also mindestens zwei, vorzugsweise ausschließlich zwei, radial zueinander versetzte zylindri sche Bereiche mit unterschiedlichen Durchmessern aufweist, wobei der größere Durchmesser am Außenumfang des Pressabschnittes zum Herstellen eines Presssitzes mit dem Innenumfang der Aufnahmeöffnung realisiert ist. Unter einer gestuften Ausführung der Lagerbuchse wird nicht nur ein im Wesentlichen rechtwinkliger Übergang zwischen den beiden Durchmesserabschnitten verstanden, sondern auch ein schräger (z. B. konischer) oder gekrümmter (z. B. konkaver oder konvexer) Übergang. Anders ausgedrückt, ist die Lagerbuchse bevorzugt derart ausgebildet, dass dem äußeren Presssitz radial innen Spiel zur Welle gegenübersteht und der radial inneren Lauffläche Spiel radial außen zum Innenumfang der, insbesondere in einem Wischerlagergehäuse ausgebildeten, Aufnahmeöffnung.
In Weiterbildung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass der Außendurchmesser des Pressabschnittes (minimal) größer ist als der Außendurchmesser der Lagerbuchse radial außerhalb des Laufflächenabschnittes. Darüber hinaus ist der Innendurchmesser der die Lagerbuchse durchsetzenden Durchgangsöffnung (Bohrung) radial innerhalb des Pressabschnittes größer als der Innendurchmesser des Laufflächenabschnittes um ein Anliegen der Welle an der Lagerbuchse im Bereich des Pressabschnittes zu verhindern, um Auswirkungen auf die Lagereigenschaften durch eine Formveränderung des Pressabschnittes beim Einpressvorgang bzw. durch den Einpressvorgang zu vermeiden.
Ganz besonders bevorzugt ist die Differenz der Außendurchmesser der axial versetzten zylindrischen Abschnitte aus einem Wertebereich zwischen etwa 0,05 mm und etwa 0,20 mm, vorzugsweise zwischen etwa 0,06 mm und etwa 0,12 mm, gewählt.
Ganz besonders bevorzugt beträgt die Außendurchmesserdifferenz (Pressabschnitt/Laufflächenabschnitt) etwa 0,08 mm.
Weiterhin ist eine Ausführungsform der Lagerbuchse bevorzugt, bei der die Differenz der Innendurchmesser (Laufflächenabschnitt/Pressabschnitt) aus einem Wertebereich zwischen etwa 0,10 mm und etwa 0,40 mm, vorzugsweise aus einem Bereich zwischen etwa 0,15 mm und etwa 0,35 mm, gewählt ist. Ganz besonders bevorzugt beträgt die Differenz etwa 0,20 mm.
In Weiterbildung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass der Laufflächenabschnitt und der Pressabschnitt, zumindest in etwa, gleich lang sind, wobei die jeweilige Länge vorzugsweise aus einem Wertebereich zwischen 3 mm bis 7 mm gewählt ist. Ganz besonders bevorzugt beträgt sowohl die Länge des Laufflächenabschnittes als auch die Länge des Pressabschnittes etwa 5 mm.
Ferner ist eine Ausführungsform bevorzugt, bei der die Gesamtaxialerstreckung der Lagerbuchse aus einem Wertebereich zwischen etwa 8 mm und etwa 16 mm, vorzugsweise aus einem Wertebereich zwischen etwa 10 mm und etwa 14 mm, gewählt ist. Ganz besonders bevorzugt beträgt die Axialerstreckung etwa 12 mm.
Eine optimierte Entkopplung von Pressabschnitt und Laufflächenabschnitt kann dadurch erzielt werden, dass ein Durchmessersprung am Außenumfang nicht unmittelbar radial außerhalb eines Durchmessersprungs am Innenumfang der Lagerbuchse angeordnet ist, sondern dass die, bevorzugt konisch ausgeformten Durchmessersprünge in axialer Richtung versetzt zueinander angeordnet sind, so dass axial zwischen den Durchmessersprüngen ein axialer, vorzugsweise zylindri scher, Ausgleichabschnitt (Übergangsabschnitt) gebildet ist, der die Entkopplung des sich während des Einpressens verformenden Pressabschnittes von dem Laufflächenabschnitt sicherstellt.
Ganz besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der die Lagerbuchse als Sinterbauteil, also aus einem Sinterwerkstoff, vorzugsweise aus Sinterbronze, ausgebildet ist, da durch die Porosität dieses Werkstoffes toleranzbedingte Formänderungen vom Pressabschnitt (Presssitz) zur Lauffläche (Laufflächenabschnitt) minimiert werden.
Die Erfindung führt auch auf ein Lager, insbesondere ein Wischerwellenlager, bei dem eine Welle, insbesondere eine Wischerwelle, mit mindestens einer zuvor beschriebenen Lagerbuchse, vorzugsweise mit zwei wie zuvor beschrieben ausgebildeten, in axialer Richtung beabstandeten Lagerbuchsen gelagert ist, wobei die mindestens eine Lagerbuchse mit ihrem Pressabschnitt in einer Aufnahmeöffnung mittels eines Presssitzes aufgenommen ist. Dabei befindet sich die Aufnahmeöffnung vorzugsweise in einem, vorzugsweise rohrförmigen, Wischerwellenlagergehäuse. Durch die geometrische Entkopplung des Pressabschnittes der Lagerbuchse von deren Laufflächenabschnitt verhindert wird, dass toleranzbedingte Formänderungen des Pressabschnittes zum Laufflächenabschnitt übertragen werden können, so dass sich Pressabschnitttoleranzen nicht auf das Radialspiel zwischen der Lauffläche der Lagerbuchse und der Welle auswirken.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines be vorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Diese zeigt in der einzigen
1: eine Längsschnittansicht einer Lagerbuchse, bei der ein Pressabschnitt von einem Laufflächenabschnitt geometrisch entkoppelt ist.
Ausführungsform der Erfindung
In 1 ist in einer Längsschnittansicht eine Lagerbuchse 1 aus Sintermaterial zum Lagern einer nicht gezeigten zylindrischen Welle gezeigt. Die Lagerbuchse 1 wird bevorzugt zur Minimierung der Lagerreibung mit Schmierstoff getränkt, wobei der Sinterwerkstoff in diesem Fall aufgrund seiner Porosität als Schmierstofflager dient und im Laufe des Lagerbuchsenlebens Schmierstoff kontinuierlich an eine Lauffläche 2 der Lagerbuchse 1 abgibt.
Wie sich aus 1 ergibt, umfasst die hülsenförmige Lagerbuchse 1 einen in der Zeichnungsebene linken Laufflächenabschnitt 3 mit der bereits erwähnten, umfangsgeschlossenen Lauffläche 2 sowie einen axial zum Laufflächenabschnitt 3 bzw. zur Lauffläche 2 versetzten Pressabschnitt 4 mit einer am Außenumfang 5 angeordneten zylinderförmigen Pressfläche 6 zum Zusammenwirken mit einem nicht gezeigten Innenumfang einer Aufnahmeöffnung zur Aufnahme der Lagerbuchse 1.
Wie sich weiter aus 1 ergibt, entspricht die Axialerstreckung a₁ des Laufflächenabschnittes 3 und damit die Axialerstreckung der zylindrischen Lauffläche 2 der Axialerstreckung a₂ des Pressabschnittes 4 und damit der Axialerstreckung der zylindrischen Pressfläche 6 von in dem ge zeigten Ausführungsbeispiel 5 mm. Wie sich weiterhin aus 1 ergibt, ist der Innendurchmesser d_i1 des Laufflächenabschnittes 3 etwas kleiner als der Innendurchmesser d_i2 radial innerhalb der Pressfläche 6, so dass bei einer montierten Lagerbuchse 1 die Welle nur im Bereich des Laufflächenabschnittes 3 an der Lagerbuchse 1 anliegt und mit Radialabstand zu dem Innenumfang der Durchgangsöffnung der Lagerbuchse 1 radial innerhalb des Pressabschnittes 4 angeordnet ist.
Ferner wird aus 1 deutlich, dass ein innerer Durchmessersprung 7, der den Laufflächenabschnitt 3 in axialer Richtung begrenzt, konisch ausgeformt ist. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel beträgt der Innendurchmesser d_i1 12,11 mm, wohingegen der Innendurchmesser d_i2 12,33 mm beträgt. Hieraus ergibt sich, dass zwischen den Innendurchmessern d_i1 und d_i2 eine Differenz von 0,22 mm realisiert ist. Der Außendurchmesser d_a1 der Lagerbuchse 1 radial außerhalb der Lauffläche 2 beträgt in dem gezeigten Ausführungsbeispiel 14,92 mm, wohingegen der Außendurchmesser d_a2 des Pressabschnittes 4 15 mm beträgt, so dass zwischen den Außendurchmessern d_a1 und d_a2 eine Differenz von 0,08 mm realisiert ist – also eine erheblich geringere Differenz als zwischen den Innendurchmessern d_i1 und d_i2. Die Länge l (Axialerstreckung) der Lagerbuchse 1 beträgt 12 mm.
Am Außenumfang 5 der Lagerbuchse 1 ist ein äußerer Durchmessersprung 8 realisiert und zwar zwischen einem Außendurchmesser d_a1 radial außerhalb des Laufflächenabschnittes 3 und einem Außendurchmesser d_a2 des Pressabschnittes 4. Der äußere Durchmessersprung 8 begrenzt dabei den Pressabschnitt 4 in axialer Richtung.
Aus 1 ist ferner zu entnehmen, dass die Durchmessersprünge 7, 8 in axialer Richtung versetzt angeordnet sind, so dass ein den Pressabschnitt 4 von dem Laufflächenabschnitt 3 entkoppelnder Ausgleichabschnitt 9 axial zwischen den Durchmessersprüngen 7, 8 bzw. dem Laufflächenabschnitt 3 und dem Pressabschnitt 4 gebildet ist.
Wie sich weiterhin aus 1 ergibt, ist die Lagerbuchse 1 an ihren Stirnseiten sowohl radial innen als auch radial außen unter einem Winkel von 45° angefast, wobei sämtliche Fasen eine Axialerstreckung von 0,3 mm aufweisen.

Claims

Lagerbuchse zum drehbaren Lagern einer Welle, vorzugsweise einer Wischerwelle, umfassend einen am Außenumfang (5) angeordneten Pressabschnitt (4) zum Herstellen eines Presssitzes in einer Aufnahmeöffnung, und einen am Innenumfang angeordneten Laufflächenabschnitt (3) für die Welle, dadurch gekennzeichnet, dass der Pressabschnitt (4) axial zu dem Laufflächenabschnitt (3) versetzt angeordnet ist.
Lagerbuchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbuchse (1) sowohl am Außenumfang (5) als auch am Innenumfang gestuft ausgeformt ist.
Lagerbuchse nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser (d_a2) des Pressabschnittes (4) größer ist als der Außendurchmesser (d_a1) der Lagerbuchse (1) radial außerhalb des Laufflächenabschnittes (3), und dass der Innendurchmesser (d_i2) der Lagerbuchse (1) radial innerhalb des des Pressabschnittes (4) größer ist als der Innendurchmesser (d_i1) des Laufflächenabschnittes (3).
Lagerbuchse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenz zwischen den Außendurchmessern (d_a2 und d_a1) aus einem Wertebereich zwischen etwa 0,05 mm und etwa 0,20 mm, vorzugsweise zwischen etwa 0,06 mm und etwa 0,12 mm gewählt ist.
Lagerbuchse nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenz zwischen den Innendurchmessern (die und d_i1) aus einem Wertebereich zwischen etwa 0,10 mm und etwa 0,40 mm, vorzugsweise zwischen etwa 0,15 mm und etwa 0,35 mm gewählt ist.
Lagerbuchse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialerstreckung des Laufflächenabschnittes (3) zumindest näherungsweise der Axialerstreckung des Pressabschnittes (4), vorzugsweise von etwa 3 mm bis 7 mm, bevorzugt von etwa 5 mm entspricht.
Lagerbuchse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (l) der Lagerbuchse (1) aus einem Wertebereich zwischen etwa 8 mm und etwa 16 mm, vorzugsweise zwischen etwa 10 mm und etwa 14 mm gewählt ist.
Lagerbuchse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein, insbesondere konischer, Durchmessersprung am Außenumfang der Lagerbuchse (1) axial zu einem, insbesondere konischen, Durchmessersprung am Innenumfang versetzt ist.
Lagerbuchse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbuchse als Sinterbauteil, vorzugsweise aus Sinterbronze, ausgebildet ist.
Lager, insbesondere Wischerwellenlager, mit mindestens einer Welle, insbesondere einer Wischerwelle, die mit mindestens einer Lagerbuchse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche gelagert ist, wobei die Lagerbuchse (1) mit ihrem Pressabschnitt (4) in eine Aufnahmeöffnung, insbesondere in einem Wischerwellenlagergehäuse, eingepresst ist.